孟加拉湾季风爆发对东亚春季气温日较差的影响

和燕铭

摘要：本文使用1979-2018年春季期间( 3～ 5 月) 逐月的CRU 温度场再分析资料，计算出1979-2018年东亚春季的平均气温日较差。将孟加拉湾季风爆发日期与东亚春季平均的气温日较差进行相关分析，并进行显著性检验，最终挑出有显著相关的地区，分别通过云量，降水与日最高气温，日最低气温，气温日较差以及季风与云量之间的相关分析，具体确定季风爆发是怎样对春季气温日较差产生影响的。

关键词：孟加拉湾季风爆发；气温日较差

引言

季风指的是由于海陆热力差异或行星风带随季节移动而引起的大范围地区的盛行风随季节而发生改变的现象。而由于季风爆发时季风区中对流层中高层副高脊附近的经向温度梯度发生翻转，季风区850hpa的纬向风风向，风速发生变化。所以使用1979-2018年3~5月逐时和逐日的 NCEP/NCAR 高空温度场及风场再分析资料,通过计算确定孟加拉湾季风爆发的日期。气温日较差是日最高、最低气温的差。气温日较差的变化不仅随纬度、高度和季节变化, 也受大气环流和其他气象要素的影响。而孟加拉湾季风的爆发会对东亚地区的环流造成影响，从而影响东亚地区春季的气温日较差。

1.资料与方法

1.1资料来源

所用的资料包括：(１)欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts 简称ECMWF）再分析的逐日的850hPa纬向风场,200-500hPa的温度场，逐月的700hPa纬向风，经向风场空间分辨率均为0.25°×0.25°；(２) 英国东英格利亚大学气候研究所(Climatic Research Unit简称CRU)观测资料中的月平均日最高温度,日最低温度及逐月的云量场，降水量场空间分辨率为0.5°×0.5°.以上数据起止年份均为1979年～2018年。

1.2分析方法

对孟加拉湾季风爆发早晚与东亚春季气温日较差的相关分析，采用了计算相关系数以及进行显著性检验的方法，确定出有显著性相关的区域。在确定孟加拉湾季风爆发如何对东亚春季气温日较差产生影响时，也是采用了计算季风爆发时间与东亚春季平均的总云量，降水量，气温日较差，日最低气温，日最高气温之间以及总云量，降水量与气温日较差，日最低气温，日最高气温之间它们的相关系数并进行显著性检验，确定它们不同要素之间是否有关联。其次还运用了运用了回归分析，计算回归系数的方法，通过回归系数，对残差云量，降水量对气温日较差的影响进行了定量的分析。在所有计算相关系数之前，要对原始数据去除随时间变化的线性趋势，以免受到气候背景场线性变化的影响，产生虚假信号。

2.孟加拉湾季风爆发日期与东亚春季气温日较差的相关性

利用前面计算出的1979-2018年间的孟加拉湾季风爆发的时间和1979-2018年间东

亚每一个格点的春季平均气温日较差进行相关分析，计算出两者间的相关系数r，然后进行显著性检验计算出P值。

将我们计算出的r与P同时画在一张图上，选取同时到达P<0.05及|r| > 0.4的区域，进行分析。选取出5个区域：如图2所示，将图中的5个区域自左到右，自上到下依次命名为区域一至区域五。（五个区域的经纬度范围：区域一：72.75°E-105.75°E,41.25°N-53.25°N，区域二：106.25°E-118.75°E,41.75°N-47.75°N，区域三：72.75°E-82.25°E,20.75°N-30.25°N，区域四：92.75°E-110.75°E,3.75°N-25.25°N，区域五116.75°E-127.25°E,3.75°N-19.25°N）

图2 1979-2018 孟加拉湾季风爆发的时间与东亚春季（4,5）气温日较差的相关系数（已做去趋势，打点区域通过95%的显著性检验）

上文所述的五个区域中，区域四是在这几个区域中平均相关系数最高的地区，整个区域内的平均相关系数为0.61，也是孟加拉湾季风爆发后收季风影响最直观的地方。所以下文主要分析区域四（92.75°E-110.75°E,3.75°N-25.25°N）所示的云贵高原和中南半岛，通过这个地区来探究孟加拉湾季风爆发如何影响东亚春季的气温日较差。

3.孟加拉湾季风对东亚春季的气温日较差的作用机理

3.1总云量与气温日较差的关系

在研究影响气温日较差的因素时，总云量是一个很重要的作用，总云量通过辐射效

应影响白天日最高气温，使其降低；夜间影响日最低气温，使其增加，从而使得气温日较差减小。 

从总云量和春季平均日最高气温的相关系数空间分布中可以发现,在区域四中，总云量与日最高气温呈现较好的负相关关系,在这个区域中平均的相关系数为−0.59，区域中的所有地区相关系数都通过了95%的信度检验。在整个东亚地区，除了我国西部,华北，以及印度半岛的局部地区外大部分地区相关系数都通过了95%的信度检验.由此可见，总云量与东亚春季平均的气温日较差的相关性比较强。

从总云量和春季平均日最低气温的相关系数空间分布中可以发现,在区域四中，总云量与日最低气温在大部分的地区呈现负相关关系,在这个区域中平均的相关系数为−0.16，在此区域中只有少部分地区相关系数通过了95%的信度检验。在整个东亚地区，只有我国新疆的局部地区，青藏高原的局部地区以及日本还周围的部分地区的相关系数通过了95%的信度检验.由此可得总云量与日最低气温直接的相关性不强。

同时从总云量和春季平均气温日较差的相关系数空间分布中可以发现,在区域四中，总云量与气温日较差呈现较好的负相关关系,在这个区域中平均的相关系数为−0.62。在整个东亚地区，除了们蒙古的举报地区，以及印度半岛的局部地区外大部分地区相关系数都通过了95%的信度检验.

由以上分析可得，总云量与东亚春季的日最高气温及气温日较差相关性较强，与日最低气温相关较弱。气温日较差变化的最直接原因是日最高、最低气温变化不一致。云是控制地球辐射系统的主要因子，云量增加将使到达地面的日射通量减少 ,使得日最高气温下降，导致日较差减小。总云量与东亚春季的日较差呈较好的负相关。

3.2孟加拉湾季风季风与东亚总云量的关系

从孟加拉湾季风爆发时间和东亚春季总云量的相关系数空间分布(图2) 中可以发现,在区域四的大部分地区的中，部分地区的孟加拉湾季风爆发时间和东亚春季总云量呈现较好的负相关关系,在这个区域中平均的相关系数为−0.56，区域中的大部分地区相关系数都通过了95%的信度检验。在整个东亚地区，除了区域四大部分地区以外的地区相关系数都没有通过了95%的信度检验.由此可见，孟加拉湾季风爆发主要影响了区域四地区的春季总云量。在孟加拉湾季风爆发后区域四地区受西南暖湿气流的控制。来自孟加拉湾的暖湿气流对云南及中南半岛等地带来水汽输送，季风最强时期,暖湿西南气流到达区域四地区,同时温度高,蒸发量大,从而形成了多云的情况。季风爆发早，导致春季到达区域四的水汽更多，使得云量也更多，所以季风爆发时间和总云量之间是负相关，在图2中可以看到在区域四中孟加拉湾季风爆发时间与总云量之间有很好的负相关。

图2  1979-2018 东亚春季（4,5）总云量与孟加拉湾季风爆发时间的相关系数（已做去趋势，打点区域通过95%的显著性检验）

3.3孟加拉湾季风季风与东亚降水量的关系

从孟加拉湾季风爆发时间和东亚春季降水量的相关系数空间分布(图3) 中可以发现,在区域四的大部分地区的中，部分地区的孟加拉湾季风爆发时间和东亚春季总云量呈现较好的负相关关系,在这个区域中平均的相关系数为−0.52，区域中的大部分地区相关系数都通过了95%的信度检验。在整个东亚地区，除了区域四大部分地区以及菲律宾群岛的部分地区以外的地区相关系数都没有通过了95%的信度检验.由此可见，孟加拉湾季风爆发主要影响了区域四地区的春季降水量。在孟加拉湾季风爆发后区域四地区受西南暖湿气流的控制。来自孟加拉湾的暖湿气流对云南及中南半岛等地带来水汽输送，季风最强时期,暖湿西南气流到达区域四地区,为降水提供了很好地水汽条件。季风爆发早，导致春季到达区域四的水汽更多，使得降水量也更多，所以季风爆发时间和总云量之间是负相关，在图3中可以看到在区域四中孟加拉湾季风爆发时间与降水量量之间有很好的负相关。

图3 1979-2018 东亚春季（4,5）降水量与孟加拉湾季风爆发时间的相关系数（已做去趋势，打点区域通过95%的显著性检验）

结语

1.从4月1日开始, 季风区500～200 hPa 经向温度梯度由负变为正，自此持续10天经向温度梯度保持大于0。这两个指标的日期，则为孟加拉湾夏季风爆发日期。

    2.中南半岛是孟加拉湾季风爆发对东亚气温日较差影响的敏感区域，在这个区域内季风爆发与气温日较差呈现正相关。孟加拉湾季风爆发通过对云量，降水，作用于气温日较差。

参考文献

[1]刘屹岷,陈仲良,毛江玉,吴国雄.孟加拉湾季风爆发对南海季风爆发的影响Ⅰ:个例分析[J].气象学报,2003(01):1-9+129.

[2]Krishnamurti TN.Summer monsoon experiment-A review[J].Mon We aRe v，1985，113：344-363

[3]Krishnamurti TN， Ardan uyP， Ramanathan Y， Pas chR.On theonset vortex of the summer monsoons[J].Mon We aRe v， 1981，109：344-363.

[4]Chan JCL，Wang Y，Xu J.Dynamic and thermodynamic charac-teristics associated with the on set of  the 1998 sdu the China Seasymmer monsoon [J] .J Meteor Soc Japan, 2000,78:367-30.

作者姓名：和燕铭（1997.09）女，白族，云南省兰坪人，本科学历，助理工程师，从事气象台业务岗工作。